美国混凝土学会定义火山灰材料为“硅质与铝质材料，其本身拥有极小的或没有胶结性质，但很细，并且在有水分的情况下，可与Ca（OH）2 在普通温度下发生化学反应，形成拥有胶凝性质的化合物”。可见，与自黏结性质相比，自黏结材料无须其他物质（除水）帮助即可产生黏结性能，而火山灰材料则需有Ca（OH）2的来源。
有些通常来自燃烧过程的工业废弃物，如粉煤灰和煤渣，拥有火山灰性质。这些材料的火山灰性质主要依赖于所存在Ca、Si和Al氧化物的数量、它们之间的比值及各自的反应性。向普硅水泥中加入火山灰，或将其与石灰一道使用，可替换部分的普硅水泥，有些应用中甚至全部替换，这给予了固废较高的性价比。
当有显著数量反应性的CaO、Al2 O3、SiO2在有水存在的情况下混合时，发生火山灰反应。通常CaO以石灰或水泥的形式加入，同时Al2 O3和SiO2可存在于固废材料中，反应产生凝胶。这一过程中，CaO 的水合释放了OH-离子，使得p H 值升高到大约12.4。在这样的条件下，发生了火山灰反应：Si和Al与可利用的Ca组合，产生胶凝化合物——硅酸钙水合物（CSH）和铝酸钙水合物（CAH）。这些反应简化的定性描述归纳如下：
由于火山灰反应随时间不断发展，这些胶凝化合物促使混合料的力学性能提高。这样的作用可能发生许多年。(www.xing528.com)
有Si、Al氧化物的存在情况，可大致判断固废的火山灰性质。有些待胶结的对象本身含有大量的Si、Al氧化物，如黏土质的土壤，也可起到火山灰的作用。这样的土壤天然富含Si和Al氧化物，在高p H 值条件下变得可溶，然后为火山灰反应的发展所利用。不同情形下都有力学性能的改善，具体依赖于氧化物的数量、反应性和浓度，颗粒的粒径和形状也依赖于养生条件。
典型的具有火山灰性质的固废，包括燃烧煤产生的粉煤灰与煤渣、燃烧生活垃圾产生的飞灰与炉渣（既有自黏结性质，又存在火山灰性质）、燃烧谷壳产生的谷壳灰、磨细粒化高炉矿渣、磨细钢渣、砖粉、玻璃粉、陶瓷粉、硅粉等。
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